Flomberegninger for Bæla (002.DD52), Lunde (002.DD52) og Åretta (002.DD51) i Lillehammer

Transkript

1 Internt notat Til: Paul Christen Røhr Fra: Anne Fleig. Ansvarlig: Sverre Husebye Dato: Saksnr.: Arkiv: Kopi: Flomberegninger for Bæla (002.DD52), Lunde (002.DD52) og Åretta (002.DD51) i Lillehammer Sammendrag Det er utført flomberegning for tre vassdrag i Lillehammer før innløpet i Mjøsa: Bæla mellom E6 og Mjøsa nedenfor samløpet med siste sidebekk, Lunde mellom E6 og Mjøsa nedenfor samløpet med siste sidebekk og Åretta mellom jernbanelinjen og Mjøsa. Flommer med gjentaksintervall 10, 50, 100 og 200 år er beregnet samt flommer basert på høyeste observert nedbør på Østlandet og nedbørhendelsen i Lillehammer juli 2014 med nedbørobservasjoner fra Fåvang. Det foreligger ingen vannføringsdata fra vassdragene. Flomberegninger er utført med nedbør-avløpmetoden basert på PQRUT og sammenliknet med flomfrekvensberegninger fra sammenlignbare felt på Østlandet. Det ventes en økning av flommer i vassdrag som Bæla, Lunde og Åretta på grunn av klimaendringer og en økning i ekstremnedbør frem mot år NVE anbefaler å forvente en økning på 20% for 200 årsflommen. Resulterende kulminasjonsvannføringer ble: Areal km 2 P varighet timer Q 10 Q 50 Q 100 Q 200 Q % Q maks obsp Q P Bæla 9, Lunde 2, Åretta 15, Flomberegningen er kontrollert av Erik Holmqvist, NVE.

2 Side 2 Beskrivelse av nedbørfelt til Bæla, Lunde og Åretta i Lillehammer kommune, Oppland Bæla, Lunde og Åretta er tre mindre vassdrag som har innløp i Mjøsa i Lillehammer. Det skal beregnes flommer med forskjellige gjentaksintervall like før innløpet til Mjøsa på grunn av skader langs vassdragene under nedbørhendelsen juli Nedbørfelt og feltkarakteristika og middelvannføring ( ) til alle tre vassdrag er bestemt med hjelp av lavvannsapplikasjonen i NVE atlas og tilleggsinformasjon fra en terrengmodell med høyere oppløsning. Bæla For flomberegningene i Bæla er det valgt et punkt mellom E6 og Mjøsa nedenfor samløpet med siste sidebekk. Det totale nedbørfelt dit er på 9,8 km 2. Kartet i figur 1 viser nedbørfeltet. Feltkarakteristika for beregningspunktet er vist i tabell 1. Figur 1. Nedbørfelt til Bæla.

3 Side 3 Lunde For flomberegningene i Lunde er det valgt et punkt mellom E6 og Mjøsa nedenfor samløpet med siste sidebekk. Det totale nedbørfelt dit er på 2,8 km 2. Kartet i figur 2 viser nedbørfeltet. Feltkarakteristika for beregningspunktet er vist i tabell 1. Figur 2. Nedbørfelt til Lunde. Tabell 1. Feltkarakteristika Nedbørfelt Feltareal km 2 Høydeintervall moh. Eff. sjø % Urban % Myr % Q N * l/s/km 2 Bæla 9, ,0 0,5 16,3 16,2 Lunde 2, ,0 15,9 3,0 14,3 Åretta 15, ,0 9,7 7,2 16,2 * Normalavrenning anslått fra NVEs avrenningskart for normalperioden

4 Side 4 Åretta For flomberegningene i Åretta er det valgt et punkt mellom jernbanelinjen og Mjøsa. Det totale nedbørfelt dit er på 15,9 km 2. Kartet i figur 3 viser nedbørfeltet. Feltkarakteristika for beregningspunktet er vist i tabell 1. Figur 3. Nedbørfelt til Åretta. Observerte vannføringsdata Det er ingen vannføringsstasjoner med sammenlignbare feltkarakteristika og størrelse av nedbørfelt i området. Vannføringsstasjoner med mest mulig like feltkarakteristika og brukbar datakvalitet er derfor valgt fra hele Østlandsområde. I forbindelse med NIFS prosjektet ble det utført flomfrekvensberegninger for nedbørfelt mindre enn 50 km 2 av Seija Stenius (NVE). Feltkarateristika og flomberegninger til de valgte målestasjoner er gjengitt i tabeller 2 og 3. Tabell 2. Feltkarakteristika til valgte vannføringsstasjoner Nr. Navn Areal Periode År Utelate Min Maks Eff. sjø Urban

5 Side 5 (km 2 ) år høyde (m) høyde (m) % % 8.8 Blomsterkroken 22, ,27 7, Sæternbekken 6, ,01 0,48 Tabell 3. Flomberegninger til valgte vannføringsstasjoner Nr. Navn Q N * l/s/km 2 Q 10 l/s/km 2 Q 50 l/s/km 2 Q 100 l/s/km 2 Q 200 l/s/km Blomsterkroken 18, Sæternbekken 17, * ifølge NVE-atlas 18, 3 l/(s km 2 ) for Blomsterkroken og 17,6 l/(s km 2 ) for Sæternbekken. Flomberegning med nedbør-avløp-metoden (PQRUT) I 2012 har met.no utført nye beregninger av ekstrem korttidsnedbør på Østlandet basert på data fra pluviometer og radar til og med (NVE rapport ). De høyeste observerte nedbørverdiene er også publisert De høyeste verdiene er ofte observert i området rund Oslofjorden, men der ligger også de fleste nedbørstasjonene og med lengst tidsserie. I rapporten publiseres det estimat av 10, 50, 100 og 200 års nedbør for varigheter fra 1 minutt til 24 timer for seks nedbørstasjoner. Ut fra disse seks stasjoner ligger Hamar II nærmest til Lillehammer men har en betydelig lavere årsnedbør enn Lillehammer (senorge.no). Årsnedbør på Blindern og Gardermoen er mer i samme størrelsesorden som på Lillehammer. Estimat for korttidsnedbør og maksimal observert korttidsnedbør er større på Blindern enn på Gardermoen og er derfor valgt som grunnlag for flomberegninger ved Bæla, Lunde og Åretta med PQRUT. Nedbørhendelser med 10, 50, 100 og 200 års nedbør og en varighet av 1, 2, 3, 4, 6 og 12 timer blir testet. Nedbørhendelser av 4 timer varighet ga høyest maksimal vannføring i Bæla. For Lunde var det nedbørhendelser av 1 time og for Åretta 6 timer. Valgte nedbørverdier med resulterende flomverdier er vist i tabell 4-6. Nedbør- og vannføringsforløpet for estimert 200-års flom er vist i figur 4-6. I tillegg ble det utført flomberegning for nedbørhendelsen juli I følge Vær og vind ( ble det den dagen målt 61 mm nedbør på 24 timer ved stasjonen Lillehammer- Sætherengen. Høyeste verdi på en time var 14,9 mm. Vi har tilgang til nedbørdata på times-oppløsning fra to stasjoner i nærheten: Gausdal og Fåvang. På Gausdal ble det den dagen målt totalt 48 mm (kl. 10, kl. 10, ). I samme tidsrom ble det målt 74,6 mm på Fåvang. Interpolerte nedbørverdier fra met.no antyder verdier over 80 mm i høyereliggende deler av nedbørfeltene til Bæla, Lunde og Åretta. Nedbørforløpet observert på Fåvang er derfor valgt for en flomberegning. Men den faktiske arealnedbøren i de tre feltene er ukjent. Den kan har vært lavere eller høyere enn observert på Fåvang og nedbørsmengdene har sannsynligvis også variert mellom lavere og høyere liggende deler av feltene. Det er dermed en del usikkerhet knyttet til antatt nedbørforløpet og beregnet vannføring må sees som grovt estimat. De resulterende maksimale vannføringsverdier er vist i tabell 4-6 og hele hendelsen i figur 7. Sammenliknet med de antatte nedbørhendelsene som skulle føre til 10 til 200 års flommer i de tre nedbørfeltene, var nedbørhendelsen fra juli 2014 mye mer langvarig og men lavere maksimale nedbørmengder i løpet av en eller to timer. Rask responderende nedbørfelt med kort konsentrasjonstid av noen få timer vil da få lavere maksimal vannføring. Tabell 4. Flomberegninger for Bæla

6 Side 6 Gjentaksintervall P 4 timer (mm) Q max () q max Q max +20% () q max +20% maks obs P juli Tabell 5. Flomberegninger for Lunde Gjentaksintervall P 1 time (mm) Q max () q max Q max +20% () q max +20% maks obs P juli Tabell 6. Flomberegninger for Åretta Gjentaksintervall P 6 timer (mm) Q max () q max Q max +20% () q max +20% maks obs P juli

7 Q () P (mm) Side års flom i Bæla Timer Figur 4. Estimert vannføring i Bæla basert på en 200-års nedbørhendels med 4 timer varighet. Figur 5. Estimert vannføring i Lunde basert på en 200-års nedbørhendels med 1 time varighet.

8 Side 8 Figur 6. Estimert vannføring i Åretta basert på en års nedbørhendels med 6 timer varighet /s) 3 15 (m Q 10 5 nedbør Lunde Bæla Åretta juli P (m m ) Timer 0 Figur 7. Estimert nedbørforløp og beregnet vannføring juli 2014.

9 Side 9 Justering av flomverdier i forhold til ventede klimaendringer I NVE-report Hydrological projections for floods in Norway under a future climate er det gitt anbefalinger om hvordan man skal ta hensyn til forventet klimautvikling frem til år 2100 ved beregning av flommer med forskjellige gjentaksintervall. Ut fra avsnitt 8.6 Østlandet i nevnte rapport anbefales det å forvente en økning av 20% for flommer ved 200-år gjentaksintervall. Rapporten tar ikke hensyn til lavere gjentaksintervaller. Estimat av flomverdier for alle gjentaksintervaller med en økning av 20% er gitt i tabell 4-6 for Bæla, Lunde og Åretta. Usikkerhet Det er en del usikkerhet knyttet til flomberegninger i Bæla, Lunde og Åretta. Usikkerheten kommer både fra estimat av brukte nedbørverdier, modellen PQRUT og i noen grad også fra avgrensningen av nedbørfelt. Spesielt i områder med myr og bebyggelse kan det være vanskelig å definere grenser til nedbørfelt nøyaktig. Under ekstreme nedbørhendelser kan avrenningsforholdene også endre seg, for eksempel når vannet renner langs veier eller ved at vann «spruter» opp av sluk på grunn av tette dreneringsveier eller avløpsrør med for dårlig kapasitet. Dette kan medfører at et større eller mindre område enn det egentlige nedbørfelt drenerer til vassdraget. Når det gjelder PQRUT, er det stor usikkerhet knyttet til bestemmelsen av modellparametrene som bestemmer hvor raskt nedbørfeltet responderer på regnvær og hvor høy flomtoppen blir. Disse er derfor bestemt ut fra empiriske ligninger basert på fysiografiske forhold, det er ingen observerte vannføringer fra de aktuelle bekkene å kalibrere modellene mot. Referanser NVE-report , Hydrological projections for floods in Norway under a future climate. NVE-report , Ekstrem korttidsnedbør på Østlandet fra pluviometer og radar data.